Почему на Земле не развилась форма жизни на основе кремния?
Кремний — второй по распространенности в земной коре химический элемент. Однако форма жизни на Земле возникла не на его основе, а на основе углерода. В чем же причина?
Иллюстрация возможной кремниевой жизни.
Углерод и кремний входят в одну группу (четырнадцатую) периодической таблицы химических элементов, что означает сходство их химических свойств. Оба элемента могут образовывать четыре ковалентные связи, что делает их подходящими для создания сложных молекул. Однако есть существенные различия:
- Прочность связей. Связи углерод-углерод более прочные и стабильные, чем связи кремний-кремний. Это позволяет углероду формировать длинные и разнообразные цепи, являющиеся основой органической химии.
- Реакция с кислородом. Углерод при окислении образует углекислый газ (CO₂) — газообразное соединение, которое легко выводится из организма. Кремний, напротив, образует диоксид кремния (SiO₂) — твердое вещество, известное как кварц. Выведение таких отходов из организма представляет серьезную проблему.
- Растворимость и гибкость соединений. Углеродные соединения легко растворимы в воде, что позволяет им участвовать в биохимических реакциях. Кремний образует менее растворимые соединения, что ограничивает его гибкость в биологических системах.
Как могла бы выглядеть жизнь на основе кремния? Если представить гипотетическую форму жизни, построенную на кремнии, она, вероятно, была бы значительно отличной от известных нам организмов. Вот некоторые ключевые особенности такой жизни:
Структура тела. Организмы могли бы иметь прочный, возможно, полимерный "скелет" на основе соединений кремния, устойчивый к экстремальным условиям. Это могут быть, например, формы с оболочками из силикатов или кремнийорганических полимеров.
Энергетический обмен. Вместо окисления углеводов такие организмы могли бы использовать химические реакции, основанные на взаимодействии силикатов или кремнийгидридов с другими веществами. Вода, однако, могла бы быть менее важным растворителем.
Среда обитания. Жизнь на основе кремния лучше подходила бы для сред с высокими температурами или низким содержанием воды. Например, кремниевая жизнь могла бы существовать на планетах с вулканической активностью, в атмосферах метана или аммиака.
В научной фантастике часто изображают такие формы жизни как "жесткие", устойчивые к радиации и температурным перепадам. Например, в произведениях Айзека Азимова упоминаются существа, обитающие в силикатных корках планет, а в сериале "Звёздный путь" встречается кремниевая форма жизни под названием "Горта".
Почему Земля неблагоприятна для кремниевой жизни? Несмотря на химические возможности кремния, Земля предоставила условия, значительно более подходящие для углеродной жизни. Вот несколько ключевых причин:
- Изобилие воды. На Земле вода — универсальный растворитель, но кремний с ней плохо взаимодействует. Для жизни на основе кремния необходимы альтернативные растворители, например аммиак или метан, которые на Земле встречаются в малых количествах.
- Кислородная атмосфера. Кремний быстро окисляется в присутствии кислорода, образуя инертный SiO₂. Это делает использование кремния в метаболизме сложным.
- Температурные ограничения. Биохимия на основе кремния, скорее всего, требует более высоких температур для стабильного протекания реакций, но на Земле такие температуры исключения, а не норма.
Мнения экспертов. Ученые также скептически относятся к возможности возникновения кремниевой жизни на Земле:
Кристофер Маккей, астробиолог из NASA, утверждает, что для жизни на основе кремния нужны совсем другие условия. "Мы можем представить себе такую жизнь в метановых морях Титана или на горячих планетах, но Земля слишком богата кислородом и водой для такой химии".
Джеймс Лавлок, автор гипотезы Геи, добавляет, что углеродная жизнь эволюционировала благодаря свойствам планетарной среды, которая стимулировала углеродные цепи. "Кремний просто не имел шанса в таких условиях".
Кремниевая форма жизни в представлении фантастов.
Жизнь на основе кремния, хотя и теоретически возможна, не смогла развиться на Земле из-за ограничений, связанных с химическими и физическими условиями нашей планеты. Температурный режим, водная среда и кислородная атмосфера создали идеальные условия для углеродной жизни, оставив кремнию лишь роль строительного материала в недрах Земли и ее литосфере.
Тем не менее, вопрос остается открытым для других миров. Может быть, на далеких экзопланетах с экстремальными условиями, ученые однажды обнаружим доказательства существования жизни, построенной на основе кремния. Пока же кремний остается гипотетическим кандидатом в основу внеземной биохимии и увлекательной темой для исследований астробиологов и фантастов.
Кремневую жизнь надо бы задействовать с углеродной, дать ей возможность помощника углеродных соединений в большей степени, чем сейчас используется. Ведь положительных сторон у кремния неисчислимо много.
кремниевая флора и фауна отжила свое на Земле... когда температуры окружающей среды были выше 100°С и небыло жидкой воды...потом климат похолодал и кремниевые существа остыли и окаменели... их тела развалились на множество песчинок...
Кремний может создать лишь 4 органические молекулы жизни, углерод создает 22 молекулы, поэтому жизнь на основе углерода гораздо более распространенная. Кремний актуален в условиях Венеры или Титана, но никак не на Земле, даже на самом начальном этапе.
Да, цианобактериями бактериями, но вся прелесть в том, что их основой тоже является углерод. Кремний может создать живую молекулу лишь в теории, на практике эволюция всегда идет по самому простому и легкому пути, а углерод это путь на много легче и разнообразнее, чем кремний.
Дайте слово фантастам!..Вот представьте,что где-то живет и процветает жизнь на основе кремния,причём жизнь разумная,с каким-никаким путем эволюции и фантастиче кими научными( или какие там у них ништяки)достижениями...летают там на свои марсы туда-сюда,заныривают в свои солнца на раз...ну прям оч.крутые и умные ребята!и вот фантастическтим образом мы,земляне,пересекаемся с этой космической расой кремниевых интеллектуалов и...мы их в упор не видим,они для нас куски каменюк...а мы для них - кучки вёртких соплей...трагедия,непреодолимая разница в химии не даст объединиться двум ветвями разумной жизни,которые могли бы дополнить развитие друг друга...
Может быть, хотя маловероятно. Там много метана и азота потому углеродная форма там разовьятся с гораздо большей вероятностью, чем кремниевая. Даже если какое то время будут существовать обе формы, то углеродная все равно в итоге победит, слишком неравные силы и потенциал в развитии. Хотя в озерах жидкого метана на Титане кремниевая форма вполне может быть, там для нее приемлемые условия.
Ну, как минимум, практически доказана возможность существования жизни на углеродно-кремниевой основе, поэтому встретить такие формы жизни более вероятно, нежели на чисто кремниевой. Хотя, вселенная так огромна, и в ней так много мест с самыми разными условиями, что вероятность наличия кремниевой жизни стремится к 100%.
Мы используем cookie-файлы, чтобы улучшить сервисы для вас. Если ваш возраст менее 13 лет, настроить cookie-файлы должен ваш законный представитель. Больше информации
Мы все привыкли к тому, что почти всё вокруг нас находится в твёрдом состоянии. Коты, спички, балконы, и даже пряжки от армейских ремней. Но рано или поздно в голове любого гражданина вдруг возникает жгучий до боли вопрос – а какое состояние вещества во Вселенной самое распространённое? Давайте сегодня разберёмся в этом очень важном вопросе.
Восьмого января мимо Земли пролетит крупный астероид (887) Алинда.
Уже восьмого января мимо Земли пролетит самый большой астероид за первую неделю 2025 года. Это не преувеличение, ведь подобные объекты сближаются с Землёй почти каждый день. Но в среду на расстоянии более 10 миллионов километров от нашей планеты окажется астероид Алинда, чей диаметр оценивается в четыре километра.
Небольшой участок неба с яркими звёздами и множеством галактик в созвездии Гидры.
Звезды и галактики, изображенные здесь, охватывают умопомрачительный диапазон расстояний. Ближайшие к нам на этом снимке — звезды нашей собственной галактики Млечный Путь, отмеченные дифракционными пиками . Яркая звезда, которая находится прямо на краю выдающейся голубоватой галактики, находится всего в 3230 световых годах от нас, согласно измерениям космической обсерватории Gaia ЕКА .
Новое исследование объясняет, как пылевые бури на Марсе могут поглотить планету.
Марс хорошо известен своими пыльными бурями, которые происходят каждый марсианский год летом в южном полушарии. Каждые три марсианских года (пять с половиной земных лет) эти штормы становятся настолько сильными, что их видно с Земли, и они будут поглощать всю планету в течение нескольких месяцев.
Ученые научились создавать точные ИИ-копии людей за 2 часа.
Ученые уже не первый год говорят о возможности создания цифровой копии личности людей в виде искусственного интеллекта. То есть ИИ может обладать той же манерой общения, взглядами на жизнь, чувством юмора и прочими чертами, что и человек, которого он копирует.
Может ли существовать внеземное сознание в непонятной нам форме?
Представьте, что однажды наши радиотелескопы уловили сигнал. Не простой набор повторяющихся импульсов, а нечто гораздо более сложное – паттерн, который явно указывает на разумное происхождение. Но вот загвоздка: этот сигнал настолько чужд всему, что мы знаем о коммуникации, что наши лучшие умы в замешательстве. Что если это не просто послание, а само проявление внеземного сознания, существующего в форме, которую мы даже не можем себе представить?
В Кении на территории деревни Мукуку упал металлический обломок, весом 500 кг.
30 декабря на территорию кенийской деревни Мукуку упал металлический обломок, весом 500 кг. Это кольцо диаметром 2,5 м повредило деревья и кусты, но никто не пострадал. Местные жители сначала подумали, что произошёл взрыв. Джозеф Мутуа, один из очевидцев, рассказал, что услышал громкий хлопок, но не увидел дыма и не заметил аварии.
Сможем ли мы когда-нибудь извлечь воспоминания из мозга умершего человека?
Нейробиологи определили физическое расположение зон хранения воспоминаний в мозге. Но позволит ли это нам извлекать воспоминания человека, который умер?
Новогодний подарок от астрономов: сверхглубокое изображение скопления Антлия.
Национальная лаборатория оптико-инфракрасной астрономии (NSF NOIRLab) начала новый год с захватывающего достижения — сверхглубокого изображения скопления Антлия (Antlia, Abell S636), полученного с помощью 570-мегапиксельной камеры Dark Energy Camera (DECam), установленной на 4-метровом телескопе Víctor Blanco в обсерватории Cerro Tololo Inter-American в Чили.
Отечественные ученые изучили данные нейтринной обсерватории Baikal-GVD и выяснили, что в диске Млечного Пути образуется большое количество нейтрино с энергией выше 200 ТэВ. Результаты противоречат современным научным взглядам на происхождение нейтральных фундаментальных частиц.
SpaceX объявила о прекращении производства кораблей Crew Dragon.
Производство космических кораблей Crew Dragon завершено, сообщила компания SpaceX в соцсети Х. По опубликованным данным, на заводе в калифорнийском городе Хоторн (рядом с Лос-Анджелесом) собрали пятый и последний экземпляр многоразовой капсулы. Она доставит на Международную космическую станцию экипаж Crew-10.
Могут ли пригодные для жизни миры, вращающиеся вокруг белых карликов, сохранить свои океаны?
Теоретически да.
В поисках экзопланет и экзолун, пригодных для жизни, астрономы рассматривают даже самые необычные сценарии. Недавно появилась идея о возможности обитаемых миров вокруг белых карликов — звезд, которые пережили фазу красного гиганта и сбросили свои внешние слои. Несмотря на отсутствие ядерного синтеза, белые карлики излучают достаточно света и тепла для существования обитаемой зоны.
В поисках Немезиды: куда исчез компаньон нашей звезды?
Могла ли наша Солнечная система когда-то быть двойной? Современные астрофизические исследования все чаще задаются этим вопросом. Согласно гипотезам, в прошлом у Солнца был компаньон — вторая звезда, которая исчезла, оставив множество тайн.
Перигелий и афелий Земли. Астрономические понятия и термины.
Орбита Земли — это путь, по которому наша планета движется вокруг Солнца. Земля совершает полный оборот вокруг Солнца за 365,25 суток, что составляет основу календарного года. Орбита является эллиптической, с малым эксцентриситетом, благодаря чему расстояние между Землёй и Солнцем немного варьируется в течение года.
Зонд «Паркер» сообщил о хорошем состоянии после встречи с Солнцем.
Спустя восемь дней после рекордно близкого сближения с Солнцем 24 декабря 2024 года солнечный зонд НАСА «Паркер» подтвердил, что системы и научные приборы космического аппарата исправны и работают нормально, включая сбор научных данных во время его пролета возле нашей звезды.
Если бы Юпитер не существовал, что стало бы с Землей?
Юпитер — газовый гигант Солнечной системы, чья гравитация и расположение играют ключевую роль в сохранении стабильности орбит планет. Но что, если бы его не существовало? Какие последствия это могло бы иметь для Земли?
Удивительно точные предсказания на 2025 год, сделанные 100 лет назад.
Прошло четверть века с момента наступления 2000 года, а значит, мы уже давно живем в футуристической эпохе, которую описывали писатели-фантасты XIX и XX веков. И хотя мы еще не колонизировали космос и не изобрели роботов-дворецких, предсказания одного ученого о 2025 годе оказались удивительно точными.
Метеорный поток Квадрантиды достигнет пика активности с 3 на 4 января. В ночь первого в 2025 году звездопада астрономы прогнозируют до 120 «падающих звезд» в час, сообщили в пресс-службе Московского планетария.
Комментарии 18
Для сведения, всё , что движется и имеет энергию, потенциально, живое!